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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이재우
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수24
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항공 자유화의 확산 및 세계적인 항공수요 증가로 인해 전 세계적으로 연간 25천명의 항공조종 인력이 부족할 것으로 예상 되고 있으므로 한 사람의 조종사 양성에 필요한 많은 비용과 시간을 줄여 비행훈련과정의 효율을 높이기 위해 사용자에게 웨어러블 디바이스와 가상현실 기술을 적용한 개선된 비행훈련장치를 조종사 양성에 활용하고 있으나 기존 비행훈련체계 대비 훈련효과 및 훈련 전이에 관한 정량적인 분석 및 연구가 부족한 상황이다.
이러한 이유로 본 논문에서는 미 연방항공청에서 발행한 ‘모의비행훈련장치’ 법령 기준에 준하여 Level 2-3 급에 준하는 모니터 기반의 비행훈련장치와 웨어러블 디바이스 및 VR HMD를 활용한 가상현실 기반의 비행훈련장치를 구축하였으며 이후 각기 다른 기종과 비행시간을 보유한 총 10명의 조종사를 실험군으로 모집하여 기존 비행훈련장치와 웨어러블 비행훈련장치에 탑승하여 시계 및 계기비행으로 구성된 모의비행시나리오를 수행하였다.
이후 각 실험군 조종사의 비행훈련장치와 모의비행 시나리오 수행 실험 별 웨어러블 디바이스를 통해 추출된 조종사 시선 추적 정보 및 심박수 정보의 조종사 생체 데이터와 비행훈련장치 내 시뮬레이션 프로그램에서 추출된 조종간 입력, 항공기 자세, 항공기 속도,항공기 고도와 같은 모의비행 데이터를 추출하였으며 이를 통해 수행된 시나리오 별 특성에 따라 비행훈련효과를 정량적으로 평가하였다.
그 결과 모든 조종사 실험군이 기존 비행훈련장치 대비 웨어러블 비행훈련장치를 탑승하여 시계비행 시나리오 수행 시 훈련효과 및 비행 수행도가 개선되었으며 계기비행 시나리오 수행 시 조종사의 각 비행경력 별 훈련효과도가 상이한 것을 판단하여 초급 비행훈련 단계에 웨어러블 비행훈련장치의 가장 높은 활용도를 확인하였다.
이러한 이유로 본 논문에서는 미 연방항공청에서 발행한 ‘모의비행훈련장치’ 법령 기준에 준하여 Level 2-3 급에 준하는 모니터 기반의 비행훈련장치와 웨어러블 디바이스 및 VR HMD를 활용한 가상현실 기반의 비행훈련장치를 구축하였으며 이후 각기 다른 기종과 비행시간을 보유한 총 10명의 조종사를 실험군으로 모집하여 기존 비행훈련장치와 웨어러블 비행훈련장치에 탑승하여 시계 및 계기비행으로 구성된 모의비행시나리오를 수행하였다.
이후 각 실험군 조종사의 비행훈련장치와 모의비행 시나리오 수행 실험 별 웨어러블 디바이스를 통해 추출된 조종사 시선 추적 정보 및 심박수 정보의 조종사 생체 데이터와 비행훈련장치 내 시뮬레이션 프로그램에서 추출된 조종간 입력, 항공기 자세, 항공기 속도,항공기 고도와 같은 모의비행 데이터를 추출하였으며 이를 통해 수행된 시나리오 별 특성에 따라 비행훈련효과를 정량적으로 평가하였다.
그 결과 모든 조종사 실험군이 기존 비행훈련장치 대비 웨어러블 비행훈련장치를 탑승하여 시계비행 시나리오 수행 시 훈련효과 및 비행 수행도가 개선되었으며 계기비행 시나리오 수행 시 조종사의 각 비행경력 별 훈련효과도가 상이한 것을 판단하여 초급 비행훈련 단계에 웨어러블 비행훈련장치의 가장 높은 활용도를 확인하였다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구 배경 11. 웨어러블 비행훈련장치 및 정량적 조종사 훈련의 필요성 12. 웨어러블 비행훈련장치 구축 및 정량적 조종사 훈련 적용 사례 3제2절 연구 목적 및 내용 4제2장 비행훈련장치 5제1절 비행훈련장치 개요 5제2절 비행훈련장치 기반 기술 71. 비행 시뮬레이션 소프트웨어 7가. X-Plane 8나. Microsoft Flight Simulator 11다. Flight Gear 132. 비행훈련장치 조종 시스템 153. 비행훈련장치 시각 시스템 16가. 디스플레이 기반 시각 시스템 17나. HMD 기반 시각 시스템 204. 운동시스템 225. 비행훈련장치 교관석 시스템 23제3절 웨어러블 비행훈련장치 구축 241. 단좌형 웨어러블 비행훈련장치 구축 24가. 단좌형 웨어러블 비행훈련장치 시스템 아키텍쳐 262. 복좌형 웨어러블 비행훈련장치 구축 27가. 복좌형 웨어러블 비행훈련장치 시스템 아키텍쳐 29제3장 조종사 비행훈련효과 평가 30제1절 조종사 비행훈련효과 평가 이론 301. 훈련 전이 이론 302. 비행훈련장치 시스템에 따른 조종사 훈련효과 303. 비행훈련장치에 따른 조종사 훈련효과 평가 이론 32가. 훈련시간 단축을 통한 훈련효과 평가 32나. 비행수행도 개선을 통한 훈련효과 평가 33제2절 조종사 생체 정보 분석을 통한 훈련효과 평가 341. 조종사 시선추적을 통한 작업부하 감지 이론 34가. 관심영역(Area of Interest) 34나. 시야정착 (Fixiation) 352. 조종사 심박수 분석을 통한 작업부하 감지 이론 36제4장 웨어러블 비행훈련장치 기반 정량적 비행훈련효과 평가 38제1절 저&고경력자 조종사 대상 비행훈련효과 검증 381. 실험 개요 382. 실험 조종사 선발 403. 모의비행 실험 시나리오 설계 414. 심박수를 활용한 조종사 작업부하 평가 435. 실험 조종사 심박수 분석 결과 456. 모의비행 수행도를 활용한 훈련효과 평가 487. 실험 조종사 모의비행 경로 데이터 분석 결과 498. 조종사 시선 추적을 활용한 비행 훈련효과 평가 529. 실험 조종사 시선추적 및 착륙 성능 분석 결과 55제5장 결론 및 향후계획 59제1절 결론 59제2절 향후계획 61참고문헌 62국문초록 65
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